智能电网通信技术的研究朱青青

智能电网通信技术的研究朱青青

朱青青李佳

中移铁通有限公司东莞分公司523000

摘要：作为一个具有实时、集成、高速、双向等特征的通信系统，智能电网能够控制电网运行，也能够实时监视电网的运行，同时还能够预防电网运行中可能发生的事故以及及时清除运行故障。本文针对智能电网通信技术展开了相应研究，同时针对依托智能电网而设计的集成了无线局域网WLAN（IEEE802.11）、新一代3G/4G移动通和光纤通信等先进通信技术在内的智能电网通信系统开展了详细的研究分析。该系统当中各种测量装置、执行元件和控制设备之间的相互信息传递通过遍布整个电网的通信设备来实现，从而确保电网能够实现可靠、安全、经济地运行。

关键词：智能电网；通信系统；光纤通信；移动通信

全球经济飞速发展的大环境下，社会各界对于电能的需求也呈现出迅猛的增长趋势，规模逐步扩大的电网，在运行过程中存在不少潜在风险和影响其运行的不确定性因素。各级用户对于电力供应的可靠性和质量方面的要求也相较以前有了很大的提升，越来越大的资源压力和环境压力给电力发展带来了挑战。电力经营者必须不断提升企业的运营效率，确保电力运行的安全可靠、绿色环保、优质高效，才能开拓出一条创新发展的道路，给企业争取到相对发展优势和可持续发展的机会。

一、智能电网概述

智能电网是一个高水平的全自动的，具有实时控和精确控制用户和电网节点功能以及完整的数据传输的电力传输网络。基于此，我国电力科学研究院还提出了智能电网应具备可靠、经济、清洁、互动性强的特征属性。首先，与传统电网相比，智能电网具备绿色可再生能源和传统能源混合利用的调度功能，实现能源的高效利用；其次，面向智能化动态电价实时测量计费系统；再者能够优化和配置发电设施。

二、智能电网通信系统网络结构设计

1、通信系统网络结构设计

电力系统在发、输、变、配、用等各生产运行环节都需要应用到智能电网的通信网络。智能电网的通信网络按照适用范围，可以分为面向智能电网用户服务的通信网络（配电网）和电力生产过程监控的通信网络（电力调度网）等两个部分。智能电网用户服务的通信网络架构针对智能电网用户提供服务，主要应用范围为社区服务管理、无线传感安防、智能家居、用户电能信息采集等。这种通信网络通过先进的通信技术统一管理和监控家庭用电设备，统一采集和分析家庭用电信息和电能质量等数据，并且以此为依据实现电网与用户之间的智能用电，指导用户进行合理用电。除此之外，通过智能交互终端能够为互联网、社区服务和家庭安防等提供增值服务。通过低压电力线载波通信、无线宽带通信、光纤复合低压电缆OPLC等通信方式相结合的通信平台，能够很好的实现用户服务通信。智能电网生产过程的监控通信网络架构则是利用先进的通信技术解决各级电力调度、现场作业视频管理、电力设备在线实时监测、户外设施防盗等主要的问题。新一代3G/4G移动通信、微波通信、电力线载波、GPRS移动通信、光纤通信、无线扩频等是这种结构的主要电力通信方式。

2、智能电网通信的技术要求

各类信息在执行元件、控制设备和测量装置之间的信息可以通过遍布在整个智能电网的多种方式的通信设备来实现相互传递，从而确保整个智能电网通信系统能够实现安全、高效、可靠、经济的生产运行。智能电网通信系统在技术方面，必须满足以下几个方面的要求。

2.1数据量要求

智能电网通信系统在数据量方面需要同时考虑到系统升级的要求和数据传输的需要。

2.2实时性要求

智能电网通信系统对信息通信通道在实时性方面有明确的要求：同步时间偏差小于1ms；变电站内部小于1ms，其它小于500ms。根据IBM对带宽需求的预测，每万个智能传感器需0．5～4．75Gbit/s带宽，连续抄表每百万先进的电表需1．85～2．0Mbit/s带宽，每个先进的变电站需0．2～1．0Mbit/s带宽。

2.3环境适应性要求

智能电网通信设备的运行环境非常复杂，很多设备长时间在室外暴露运行，长期艰苦的环境会影响到设备的运行，因此设备必须能够抵御雷电、风雪、雨淋、日晒、冰雹、低温、高温等严苛的自然环境的侵蚀。与此同时，智能电网通信设备还应该尽量避免各种电磁干扰，才能够确保能够可靠、稳定、长期的工作状态。

2.4网络安全性要求

利用网络提供的服务进行信息的传递在传递过程中通信网络自身能够确保生存性和可靠性，同时利用网络服务的可控性和可用性，以确保所传递的信息的不可否认性、机密性和完整性，这就是通信网络安全。与“攻击、防范、评估、管理、控制、检测”等相关的多方面实施技术和基础理论，都是智能电网同心网络安全所需涉及的范畴。

三、智能电网通信技术应用的现状

1、宽带电力线通信技术

宽带电力线技术顾名思义是利用宽带连接线进行的电力传输的模式。相比传统电力传输模式应用空间更为广阔。可以有效利用宽带较为广阔的覆盖网络进行电力传输，让电力网络覆盖更加灵活，降低了线路成本，也为用户提供了硬件上的便利。

2、无线网络技术

无线网络技术相比传统有线传输模式，具有成本低，使用灵活，不受房屋格局限制等诸多优势，在智能电网的建设中，无线网络传输技术具有良好的发展空间和应用价值，让智能电网更加人性化，用户体验度更高。

3、光纤通信技术

光纤是信息传递优秀的传递材料和媒介。可以实现通过光波的高效传递。通过光波对信息进行运载传递，极大的提高了单位时间内信息传递的质量和速度。我国目前电力通信基本上采用了光纤通信作为通信主干线路，同时也在电力通信系统中和相关的工业检测控制、军事各个领域的电力通信中广泛应用。

四、智能电网通信设计关键问题分析

建设高速、自愈、宽带的坚强电力信息通信网络，能够满足智能电网发展各阶段对电力信息通信网络的需求，支持多业务的灵活接入，如支持任何业务、任何设备、任何地点、任何时间、无所不在的信息通信接入方式，从而为电力智能化设备或系统提供“即插即用”的电力信息通信保障。想要建立先进的智能电网通信系统，必须解决下属几个核心问题。

1、统一规划建设

智能电网通信系统是智能电网的一部分，也是通信通道，需要通用的通信标准、开放的网络架构，更需要与智能电网业务配合进行统一的规划。

2、充分考虑未来资源及数据量的增加

未来智能电网通信系统采集的数据量会快速增加并不断汇聚，接入站点也会不断增加，因此对于网络传输的可靠性和传输网络的带宽都会有非常高的要求。所以通信平台建设初期就应该针对上述因素进行重点关注，这样才能做好冗余配置，以利于未来网络的维护和扩展。

3、数据通信要具有开放性

目前环境下电力系统不同部门和企业之间，在信息共享方面因为不同应用软件相互不能很好的兼容而受到限制。因此智能电网必须要求通信系统具有开放性，从而确保数据能够在不同部门和企业之间实现完全共享。

4、数据通信网络与智能设备要高度集成

智能电网中的信息网络能够与智能控制系统、智能仪表系统等各种物理设备即成为一体化的通信系统。

结束语：综上所述，智能化的管理和决策系统以及实施的数据采集都是智能电网的重要环节，只有高速、双向、实时的信息通信才能成为上述重要环节之间的有效支撑。相关领域研究工作者必须充分尊重中国实际国情，研究智能电网通信系统并充分利用各种先进的通信技术，将智能电网建设成为一个电力交换互动、实时信息和动态的大型基础设施。满足上述条件的通信系统，才能提高电网的资产利用率和供电可靠性，才能有效抵御电网遭受攻击，才能为繁荣电力市场和提高电网价值贡献更大的价值。

参考文献

[1]林彦明；张树彬.智能电网通信技术的研究[J].应用能源技术，2011（6）

[2]王文庆.智能电网通信网络研究[J].甘肃科技纵横，2013（02）